Компьютер уже давно превзошел человека в скорости и качестве решения многих типовых задач. Сложные алгоритмы, созданные профессионалами, ошибаются гораздо реже людей. Но вычислительная техника уже используется и для решения нетривиальных задач, в том числе творческих. Компьютеры сочиняют музыку, рисуют и играют в спортивные игры.
С чего все начиналось?
Создать машину, играющую в шахматы или шашки, люди мечтали еще давно. Еще в XVIII веке в Австрии изобрели шахматный «автомат» в виде восковой фигуры. Внутри «автомата» сидел человек, которого не было видно из-за остроумно спроектированной системы зеркал внутри шахматной «машины». Ни о какой автоматизации речи пока не было.
Первый настоящий шахматный автомат был изобретен в 1912 году. Его создал испанский математик и инженер Леонардо Торрес Кеведо. Автомат не умел разыгрывать всю партию от начала до конца — он специализировался только на одном эндшпиле. С помощью короля и ладьи автомат ставил мат королю. Алгоритм был неоптимальным, но мат ставил исправно — живым шахматистам не удавалось свести матч к ничьей. Две мировые войны, увы, приостановили дальнейшее развитие алгоритмов компьютерных шахмат.
К наработкам Кеведо вернулись почти через 40 лет. В 1952 году в США создали компьютерную программу, умеющую играть в шахматы 6х6, без слонов. Через три года была представлена программа, играющая в шашки. А в 1957 году появилась первая компьютерная программа, играющая в полноценный вариант шахмат.
В 1958 году был придуман оптимизационный алгоритм альфа-бета-отсечения. Он до сих пор используется во множестве реализаций компьютерных спортивных игр (шахматы, шашки, го). Создание этого алгоритма позволило быстрее находить хорошие ходы и отбрасывать неоптимальные решения.
Но все-таки и в 50-е, и в 60-е годы до реализации по-настоящему сложных алгоритмов было далеко. Компьютеры уже обыгрывали любителей в шашки, шахматы, бридж, но сильные игроки побеждали практически во всех партиях.
Все лучше и лучше
В шестидесятые и семидесятые годы мощности компьютеров возросли — это позволило реализовывать более сложные алгоритмы и вплотную подходить к машинному обучению вычислительных систем. И спортивные игры как нельзя лучше подходили для реализации серьезных алгоритмических задач.
С 1974 года начал проводиться чемпионат мира по шахматам среди компьютерных программ. Самый первый чемпионат был выигран советской программой «Каисса». В 1971 году «Каисса» играла на уровне третьего разряда, но в дальнейшем разработчики из института проблем управления АН СССР усовершенствовали программу. У «Каиссы» появилась база данных дебютов (10 000 дебютов), были усовершенствованы алгоритмы альфа-бета-отсечения. После победы на первом чемпионате «Каисса» в 1977 году попала в тройку призеров.
В 1985 году в США была начата разработка программы ChipTest, которая впоследствии стала основой для создания шахматного компьютера Deep Blue — того самого, который обыграл Гарри Каспарова в 1997 году.
Источник: hi-news.ru
В шашках тоже случился значительный прорыв: в 1989 году в Канаде разработали программу Chinook, которая смогла выиграть чемпионат мира, соревнуясь с людьми. В период 1990–1992 годов на доработку программы были потрачены тысячи часов. В 1994 году планировалась серия партий Chinook с чемпионом мира по английским шашкам Марионом Тинсли, но гроссмейстер заболел и взял самоотвод, а затем умер. С тех пор программа Chinook активно дорабатывалась. В 2007 году появилась аналитическая статья, доказывающая, что алгоритмы Chinook усовершенствованы до такой степени, что лучшие шашисты мира могут довести партию максимум до ничьей.
Не только шашки и шахматы
Итак, компьютер научился играть в шахматы и шашки на уровне лучших гроссмейстеров планеты. Но как обстоят дела с другими спортивными играми?
После победы компьютера Deep Blue над Каспаровым в 1997 году в New York Times появилась статья, в которой утверждалось, что для искусственного интеллекта есть более серьезный вызов — го. В статье говорилось, что компьютер начнет играть на уровне чемпиона мира по го не ранее, чем через сотню лет.
Вызов был принят — исследователи начали разрабатывать и усовершенствовать алгоритмы. Го — очень сложная игра с очень простыми правилами: научиться играть в го можно быстро, но на оттачивание мастерства уходят десятилетия. Однако компьютер начал играть на уровне лучших мастеров го не через сто лет, а менее чем через 20: в 2015 году алгоритм AlphaGo обыграл чемпиона Европы. К 2017 году AlphaGo начал самообучение без участия человека — компьютер играл сам с собой и анализировал партии. В том же году AlphaGo смог выиграть три матча из трех у Кэ Цзе — лучшего игрока в мировом рейтинге.
Источник: leonardo.osnova.io
В 2017 году также была представлена нейросеть Libratus AI, обладающая искусственной «интуицией». Эту нейросеть научили играть в покер, проведя 120 тысяч партий против профессионалов. За месяц она выиграла у профессионалов почти 2 миллиона долларов (виртуальных, разумеется). По словам специалистов Libratus AI уже может обыгрывать победителей крупнейших покерных турниров.
Уже сейчас компьютер играет в шашки, шахматы, го и покер лучше человека. По мнению исследователей из Корнеллского университета (США) в ближайшие десятилетия искусственный интеллект превзойдет людей во всех остальных играх.
Результаты исследований, полученных при изучении игровых алгоритмов, используются в медицине и химии. Например, алгоритмы, использованные при создании AlphaGo, сейчас дорабатывают для расчета сложных белковых структур. Предполагается, что исследования, проводимые с помощью игровых алгоритмов, в будущем помогут победить болезнь Паркинсона.
